機(jī)械原理習(xí)題及解答

1、第二章習(xí)題及解答2-1 如題圖2-1所示為一小型沖床，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。（a） （b）題圖2-1解：1)分析該小型沖床由菱形構(gòu)件1、滑塊2、撥叉3和圓盤4、連桿5、沖頭6等構(gòu)件組成，其中菱形構(gòu)件1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈B與滑塊2聯(lián)接，滑塊2與撥叉3構(gòu)成移動(dòng)副，撥叉3與圓盤4固定在一起為同一個(gè)構(gòu)件且繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤通過鉸鏈與連桿5聯(lián)接，連桿帶動(dòng)沖頭6做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖裁運(yùn)動(dòng)。2)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（b）所示。3)自由度計(jì)算其中 n=5，PL=7, PH=0, F=3n-2PL-PH=35-27=1故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-2

2、如題圖2-2所示為一齒輪齒條式活塞泵，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。（a） （b）題圖2-2解：1)分析該活塞泵由飛輪曲柄1、連桿2、扇形齒輪3、齒條活塞4等構(gòu)件組成，其中飛輪曲柄1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈B與連桿2聯(lián)接，連桿2通過鉸鏈與扇形齒輪3聯(lián)接，扇形齒輪3通過高副接觸驅(qū)動(dòng)齒條活塞4作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞與機(jī)架之間構(gòu)成移動(dòng)副。2) 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（b）所示。3)自由度計(jì)算其中 n=4，PL=5, PH=1 F=3n-2PL-PH=34-25-1=1故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-3 如圖2-3所示為一簡易沖床的初步設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)者的意圖是

3、電動(dòng)機(jī)通過一級(jí)齒輪1和2減速后帶動(dòng)凸輪3旋轉(zhuǎn)，然后通過擺桿4帶動(dòng)沖頭實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)沖壓運(yùn)動(dòng)。試根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度分析該方案的合理性，并提出修改后的新方案。題圖2-3解：1)分析2)繪制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖(圖2-3 b)選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（b）所示。3)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度并分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖由圖b可知，故因此，此簡易沖床根本不能運(yùn)動(dòng)，需增加機(jī)構(gòu)的自由度。4)提出兩種修改方案為了使機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)，應(yīng)增加機(jī)構(gòu)的自由度。方法可以是：在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置，增加一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件和一個(gè)低副，或者用一個(gè)高副去代替一個(gè)低副，其修改方案很多，圖c圖d給出其中的兩種方案。新方案中：新方案的機(jī)構(gòu)自由度：改進(jìn)后的方案具有確定

4、的運(yùn)動(dòng)。2-4 如題圖2-4所示為一小型壓力機(jī)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。（a） （b）題圖2-4解：1)分析該壓力機(jī)由齒輪1、偏心輪1、連桿2、導(dǎo)桿3、叉形連桿4、齒輪5、滾子6、滑塊7、沖頭8所組成，其中齒輪1與偏心輪1固定連接組成一個(gè)構(gòu)件，且為原動(dòng)件，偏心輪1與連桿2通過轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，連桿通過鉸鏈推動(dòng)導(dǎo)桿移動(dòng)，導(dǎo)桿的另外一端與連桿4構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿4的中部有一個(gè)滾子6，齒輪5的端面加工有一個(gè)凹槽，形成一個(gè)端面槽形凸輪，滾子6嵌入凸輪槽中，叉形連桿4另外一端與滑塊7構(gòu)成移動(dòng)副，滑塊7通過鉸鏈與沖頭聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)沖頭滑塊作往復(fù)上下沖壓運(yùn)動(dòng)。2)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡

5、圖如圖（b）所示。3)計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-5 如題圖2-5所示為一人體義腿膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。（a） （b）題圖2-5 解：1)分析該機(jī)構(gòu)所有構(gòu)件均為桿狀，且都是通過轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，2)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖（b）所示。3)計(jì)算自由度故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-6計(jì)算圖2-6所示壓榨機(jī)機(jī)的機(jī)構(gòu)自由度。（a） （b）題圖2-6解： 該機(jī)構(gòu)中存在結(jié)構(gòu)對(duì)稱部分，構(gòu)件4、5、6和構(gòu)件8、9、10。如果去掉一個(gè)對(duì)稱部分，機(jī)構(gòu)仍能夠正常工作，故可將構(gòu)件8、9、10上轉(zhuǎn)動(dòng)副G、H、I、D處帶來約束視為虛約束；

6、構(gòu)件7與構(gòu)件11在左右兩邊同時(shí)形成導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，只有其中一個(gè)起作用，另一個(gè)是虛約束；構(gòu)件4、5、6在E點(diǎn)處形成復(fù)合鉸鏈。機(jī)構(gòu)中沒有局部自由度和高副。去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束，則得到圖(b)中實(shí)線所示的八桿機(jī)構(gòu)，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)，于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-7 計(jì)算題圖2-7所示測量儀表機(jī)構(gòu)的自由度。題圖2-7解：1)分析該機(jī)構(gòu)包括6個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，其中導(dǎo)桿與扇形齒輪固聯(lián)在一起組成構(gòu)件5，齒輪與指針固聯(lián)在一起組成構(gòu)件6。2)計(jì)算自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)，高副數(shù)于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-8 如題圖2-8所示為一物料輸送機(jī)構(gòu)，試?yán)L制機(jī)

7、構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。（a） （b）題圖2-8解1）分析該機(jī)構(gòu)中共包含有8個(gè)構(gòu)件，且所有構(gòu)件均通過轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，其中曲柄為原動(dòng)件。2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖2-8（b）所示。3)計(jì)算自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為，機(jī)構(gòu)中低副數(shù)，高副數(shù)于是求得機(jī)構(gòu)的自由度為：故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-9 如題圖2-8所示為一擬人食指機(jī)械手，試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。（a） （b）題圖2-9解：1)分析該機(jī)構(gòu)共有8個(gè)構(gòu)件，其中手掌體為機(jī)架，活塞A作直線移動(dòng)，為原動(dòng)件，其余運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副。2）繪制運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖2-9（b）所示。3）自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)

8、中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2-9 如題圖2-9所示為某一機(jī)械中制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，工作中當(dāng)活塞桿1被向右拉時(shí)，通過各構(gòu)件傳遞運(yùn)動(dòng)迫使擺桿4、6作相向擺動(dòng)，制動(dòng)塊壓緊制動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；當(dāng)活塞桿1被向左拉時(shí)，迫使構(gòu)件4、6作反相擺動(dòng)，此時(shí)制動(dòng)塊與制動(dòng)輪脫離接觸，不起制動(dòng)作用。試分析該機(jī)構(gòu)由不制動(dòng)狀態(tài)過渡到制動(dòng)狀態(tài)時(shí)機(jī)構(gòu)自由度變化情況。 解：1）分析工作過程制動(dòng)過程中閘瓦經(jīng)歷了不接觸制動(dòng)輪，到單邊閘瓦接觸制動(dòng)輪，再到兩側(cè)閘瓦全部壓緊制動(dòng)輪三種情況。閘瓦接觸到制動(dòng)輪之后，擺桿停止擺動(dòng)，此時(shí)的擺桿可認(rèn)為變成了機(jī)架的一部分，因此，制動(dòng)過程中機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目會(huì)發(fā)生變化。1)未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由

9、度2)閘瓦之一剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度3) 閘瓦同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度2-10題4-圖為外科手術(shù)用剪刀。其中彈簧的作用是保持剪刀口張開，并且便于醫(yī)生單手操作。忽略彈簧，并以構(gòu)件1為機(jī)架，分析機(jī)構(gòu)的工作原理，畫出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。（a） （b）題圖2-10解：1）工作原理分析若以構(gòu)件1為機(jī)架，則該手術(shù)用剪刀由機(jī)架、原動(dòng)件、從動(dòng)件、組成，共個(gè)構(gòu)件。屬于平面四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)用手握住剪刀，即構(gòu)件(固定鉗口)不動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，使構(gòu)件繞構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過構(gòu)件帶動(dòng)構(gòu)件(活動(dòng)鉗口)也沿構(gòu)件(固定鉗口)上下移動(dòng)，從而使剪刀的刀口張開或閉合。2）繪制運(yùn)動(dòng)簡圖選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖2-10（b

10、）所示。3）自由度計(jì)算2-11 如題圖2-11所示為一內(nèi)燃機(jī)簡圖，試計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，并確定該機(jī)構(gòu)的級(jí)別，若選構(gòu)件5為原動(dòng)件，該機(jī)構(gòu)又是幾級(jí)機(jī)構(gòu)。（a） （b） （c）題圖2-11解：1)計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度2)取構(gòu)件為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的基本桿組圖如圖b所示，此機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。 3)取構(gòu)件為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的基本桿組圖如圖c所示，此機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。第5章思考題5-1 齒輪傳動(dòng)要?jiǎng)蛩?、連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行必須滿足哪些條件?答 齒輪傳動(dòng)要均勻、平穩(wěn)地進(jìn)行，必須滿足齒廓嚙合基本定律即i12=1/2=O2PO1P，其中P為連心線O1P2與公法線的交點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)要連續(xù)、平穩(wěn)地進(jìn)行，必須滿足重合度l，同時(shí)滿足一對(duì)齒輪

11、的正確嚙合條件。5-2漸開線具有哪些重要的性質(zhì)?漸開線齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?答：參考教材。5-3具有標(biāo)準(zhǔn)中心距的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)?答 若兩齒輪傳動(dòng)的中心距剛好等于兩齒輪節(jié)圓半徑之和，則稱此中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距按此中心距安裝齒輪傳動(dòng)稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝。（1)兩齒輪的分度圓將分別與各自的節(jié)圓重合。(2)輪齒的齒側(cè)間隙為零。(3)頂隙剛好為標(biāo)準(zhǔn)頂隙，即c=c*m=O.25m。5-4何謂重合度?重合度的大小與齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*及中心距a之間有何關(guān)系?答 通常把一對(duì)齒輪的實(shí)際嚙合線長度與齒輪的法向齒距pb的比值。稱為齒輪傳動(dòng)的重合度。重合度的表達(dá)式為： =z1(tan

12、altan)z2(tana2-tan)/2 由重合度的計(jì)算公式可見，重合度與模數(shù)m無關(guān)隨著齒數(shù)z的增多而加大，對(duì)于按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，當(dāng)兩輪的齒數(shù)趨于無窮大時(shí)的極限重合度=1.981 此外重合度還隨嚙合角的減小和齒頂高系數(shù)ha*的增大而增大。重合度與中心距a有關(guān)(涉及嚙合角)，與壓力角、頂隙系數(shù)c*無關(guān)。5-5 齒輪齒條嚙合傳動(dòng)有何特點(diǎn)?為什么說無論齒條是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，嚙合線的位置都不會(huì)改變?答 由于不論齒條在任何位置，其齒廓總與原始位置的齒廓平行而嚙合線垂直于齒廓，因此，不論齒輪與齒條是否按標(biāo)準(zhǔn)安裝，其嚙合線的位置總是不變的，節(jié)點(diǎn)位置確定，齒輪的節(jié)圓確定；當(dāng)齒輪與齒條按標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)

13、，齒輪的分度圓應(yīng)與齒條的分度線相切。這時(shí)齒輪的節(jié)圓與其分度圓重合，齒條的常節(jié)線也與其分度線重合。因此，傳動(dòng)嚙合角等于分度圓壓力角，也等于齒條的齒形角。5-6節(jié)圓與分度圓、嚙合角與壓力角有什么區(qū)別?答 節(jié)圓是兩輪嚙合傳動(dòng)時(shí)在節(jié)點(diǎn)處相切的一對(duì)圓。只有當(dāng)一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)有了節(jié)點(diǎn)才有節(jié)圓，對(duì)于一個(gè)單一的齒輪來說是不存在節(jié)圓的，而且兩齒輪節(jié)圓的大小是隨兩齒輪中心距的變化而變化的。而齒輪的分度圓是一個(gè)大小完全確定的圓，不論這個(gè)齒輪是否與另一齒輪嚙合，也不論兩輪的中心距如何變化，每個(gè)齒輪都有一個(gè)唯一的、大小完全確定的分度圓。嚙合角是指兩輪傳動(dòng)時(shí)其節(jié)點(diǎn)處的速度矢量與嚙合線之間所夾的銳角，壓力角是指單個(gè)齒輪漸

14、開線上某一點(diǎn)的速度方向與該點(diǎn)法線方向所夾的角。根據(jù)定義可知，嚙合角就是節(jié)圓的壓力角。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪當(dāng)其按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí)由于節(jié)圓與分度圓重合，故其嚙合角等于分度圓壓力角。5-7試問當(dāng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓與基圓重合時(shí)，其齒數(shù)應(yīng)為多少?又當(dāng)齒數(shù)大于以上求得的齒數(shù)時(shí)，試問基圓與齒根圓哪個(gè)大?答：，由有，當(dāng)基圓與齒根圓重合時(shí)，當(dāng)時(shí)，齒根圓大于基圓。 5-8何謂根切?它有何危害，如何避免?答 用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過了被切齒輪的嚙合極限點(diǎn)時(shí)，則刀具的齒頂將切人輪齒的根部，破壞已切制好的漸開線齒廓，這種現(xiàn)象叫根切現(xiàn)象。根切將使齒根彎曲強(qiáng)度降低，重合度減小，應(yīng)盡量避免。欲

15、使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒頂線不得超過N1點(diǎn)，即 ha*N1Q=PN1sin=1 sin=(mzsin2)/2 得： 加工標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪時(shí)，ha*=1, =20不發(fā)生根切的最少齒數(shù) Zmin=17 采用變位齒輪等可以避免根切。5-9齒輪為什么要進(jìn)行變位修正?齒輪正變位后和變位前比較，參數(shù)z、m、ha、hf、d、da、df、db、s、e作何變化?答 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的基本參數(shù)m，ha*，c*相同均為標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)齒論傳動(dòng)雖然具有設(shè)計(jì)比較簡單、互換性較好等一系列優(yōu)點(diǎn)，但隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，也暴露出許多不足之處，比如：在一對(duì)相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小。齒根厚

16、度也軟薄，而且參與嚙合的次數(shù)又較多，因而強(qiáng)度較低，容易損壞，從而影響整個(gè)齒輪傳動(dòng)的承載能力；標(biāo)準(zhǔn)齒輪不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場合，當(dāng)中心距小于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)根本無法安裝。當(dāng)中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)。雖然可以安裝，但將產(chǎn)生較大的齒側(cè)間隙。而且其重合度也將隨之降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；當(dāng)采用范成法切制漸開線齒輪時(shí)，如果被加被加工的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)過少，則其齒廓會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，將降低輪齒的抗彎強(qiáng)度而且還可能使齒輪傳動(dòng)的重合度降低等，為了改善和解決標(biāo)準(zhǔn)齒輪存在的上述不足，就必須突破標(biāo)準(zhǔn)齒輪的限制，對(duì)齒輪進(jìn)行必要的修正即變位修正。比較齒輪正變位后和變位前，參數(shù)zm，d,ha，hf不變; da，df， s

17、增大，e減小。5-10變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟如何?答 根據(jù)所給定原始數(shù)據(jù)的不同，變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法也不相同，概括起來有以下三種情況。（1)當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為z1，z2，m，及ha*時(shí)的設(shè)計(jì)步驟 1)選定傳動(dòng)的類型，若z1+z22zmin，則必須采用正傳動(dòng)。否則也可以考慮選用其他類型的傳動(dòng)。 2)選定兩輪的變位系數(shù)齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量主要取決于變位系數(shù)的選擇，保證不發(fā)生根切，即所選擇的變位系數(shù)x不應(yīng)小于xmin；保證齒頂有一定的厚度，一般齒頂厚不小于O.4m；保證重合度不小于許用值；保證傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉現(xiàn)象。 3)根據(jù)變位齒輪的傳動(dòng)計(jì)算公式計(jì)算出兩輪的幾何尺寸。(2)當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為z1，z2，

18、m，,及ha*時(shí)的設(shè)汁步驟，1)先求出嚙合角：cos=(a/a)cos;2)算出兩輪的變位系數(shù)之和：3)按z1+z2的值，分別選定x1和x2；4)根據(jù)變位齒輪的傳動(dòng)計(jì)算公式計(jì)算出兩輪的幾何尺寸。(3)當(dāng)給定的原始數(shù)據(jù)為i, m,及ha*時(shí)的設(shè)計(jì)步驟1)確定齒輪的齒數(shù)。由于 所以 z2=iz1 2)其余按(2)中的步驟進(jìn)行。5-11為什么斜齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要規(guī)定在法面上，而其幾何尺寸卻要按端面來計(jì)算?答 由于斜齒輪的齒面為一漸開螺旋面故其端面齒形和垂直于螺旋線方向的法面齒形是不相同的。因而斜齒輪的端面參數(shù)與法面參數(shù)也不相同。由于在制造斜齒輪時(shí)，常用齒條形刀具或盤狀銑刀切齒，在切齒時(shí)刀具是沿著齒輪的

19、螺旋線方向進(jìn)刀的，因此必須按齒輪的法面參數(shù)來選擇刀具，故斜齒輪法面上的參數(shù)(模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)等)應(yīng)與刀具的參數(shù)相同，且為標(biāo)準(zhǔn)值。在計(jì)算斜齒輪的主要幾何尺寸時(shí)需要按端面考慮，原因是：端面參數(shù)代表齒輪的實(shí)際大小，法面是假想的。5-12斜齒輪傳動(dòng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)? 什么是斜齒輪的當(dāng)量齒輪?為什么要提出當(dāng)量齒輪的概念?可用哪些方法來調(diào)整斜齒輪傳動(dòng)的中心距?答：參考教材。5-13平行軸和交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)有哪些異同點(diǎn)?答 相同點(diǎn)：平行軸斜齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)，其輪齒的齒向均相對(duì)于齒輪的軸線傾斜了一個(gè)角度，稱為螺旋角，就單個(gè)齒輪而言平行軸斜齒輪傳動(dòng)仍然是斜齒輪傳動(dòng)；兩者的正確嚙合條件共同

20、點(diǎn)是兩輪的法面模數(shù)及法面壓力角應(yīng)分別相等。不同點(diǎn)：平行軸斜齒輪傳動(dòng)的兩個(gè)齒輪的軸線是平行的，即常見的斜齒輪傳動(dòng)，而交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)其軸線之間不是平行的，而是交錯(cuò)的。兩者的正確嚙合條件不同點(diǎn)是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的兩輪的螺旋角對(duì)于外嚙合，應(yīng)大小相等，方向相反，對(duì)于內(nèi)嚙合，應(yīng)大小相等，方向相同，而一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)，由于在交錯(cuò)軸斜內(nèi)輪傳動(dòng)中兩輪的螺旋角未必相等，所以兩輪的端面模數(shù)和端面壓力角也未必相等5-14何謂蝸桿傳動(dòng)的中間平面?蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么?答：參考教材。5-15蝸桿傳動(dòng)可用作增速傳動(dòng)嗎? 答 蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角”小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，傳動(dòng)就具有自鎖性：具有自鎖性的

21、蝸桿蝸輪傳動(dòng)，只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸軒，即不能用蝸輪作為主動(dòng)件，也就不能作為增速傳動(dòng)。：否則當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角；大于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)?？梢杂梦佪喿鳛樵瓌?dòng)件，可以作為增速傳動(dòng)。5-16 以前蝸桿傳動(dòng)的蝸桿頭數(shù)為14頭，而現(xiàn)在發(fā)展為110頭，試說明為什么有這種發(fā)展變化?答: 最近又有一種新的動(dòng)向，由于蝸桿傳動(dòng)特別平穩(wěn)，噪聲極小，故目前在要求傳動(dòng)平穩(wěn)性高和噪聲低的地方，即使傳動(dòng)比i不大(i45)，也有采用蝸桿傳動(dòng)的。為了適應(yīng)這種情況，蝸桿的頭數(shù)由以前的l4增加到110。5-17試確定圖10-3a所示傳動(dòng)中蝸輪的轉(zhuǎn)向，及圖b所示傳動(dòng)中蝸桿和蝸輪的螺旋線的旋向。答：圖a所示蝸桿為右旋蝸

22、桿，現(xiàn)用右手，讓四指沿蝸桿圓周速度方向，則右手大拇指的相反方向，即為蝸輪在節(jié)點(diǎn)P處的圓周速度方向，故蝸輪將沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。在圖b中，根據(jù)所給蝸輪及蝸桿的轉(zhuǎn)向，即要求蝸輪在節(jié)點(diǎn)P處的圓周速度方向垂直于圖面并指向里，故蝸桿沿軸向相對(duì)于蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向則垂直于圖面并指向外，而要四指沿蝸桿轉(zhuǎn)向(順時(shí)針方向)，而大拇指沿蝸桿軸向運(yùn)動(dòng)方向(垂直于圖面指向外)，只有右手才能適應(yīng)，故為右旋蝸桿，而蝸輪的旋向始終與蝸桿的一致，即也為右旋。5-18什么是直齒錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒輪?一對(duì)錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等是否是其能正確嚙合的充要條件?5-19、C、C為由同一基圓上所生成的幾條漸開線。試證明其任意兩條漸

23、開線(不論是同向的還是反向的)沿公法線方向?qū)?yīng)兩點(diǎn)之間的距離處處相等。證：根據(jù)漸開線的特性可知， 所以：原式得證。5-20測量齒輪公法線長度是檢驗(yàn)漸開線齒輪精度的常用方法之一。試回答下列問題：(1)希望測量用卡尺的卡腳與齒廓的切點(diǎn)(測點(diǎn))在齒輪的分度圓附近，跨測齒數(shù)應(yīng)為多少?(2)當(dāng)跨測齒數(shù)為k時(shí)，對(duì)于漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪其公法線的長度Lk應(yīng)為多少?(3)在測定一個(gè)模數(shù)未知的齒輪的模數(shù)時(shí)，為什么常用跨測k個(gè)齒和(k-1)個(gè)齒的公法線長度差來確定?答: a)設(shè)卡尺兩卡腳與齒廓的切點(diǎn)a、b剛好在分度圓上(圖10-1)，則aOb=2，為分度圓壓力角。 齒輪的半齒距角為180z，設(shè)在aOb角范圍內(nèi)包含的齒數(shù)

24、為k，則 (2k-1)180z=2 故 k=z180+0.5 按上式所求得的跨測齒數(shù)一般不為整數(shù)，而跨測齒數(shù)必須取整。若向大取整，則實(shí)際測點(diǎn)向齒廓齒頂移動(dòng)，反之則向齒根移動(dòng)。 b)由圖10-1可明顯看出，公法線長度包含著(k-1)個(gè)基圓齒距和一個(gè)基圓齒厚，故 由上式可見Lk-L(k-1)恰等于一個(gè)基圓齒距，而在齒輪加工中，基圓齒距pb的誤差是很小的，故只要齒輪的壓力角已知，即可由此很準(zhǔn)確地確定出模數(shù)m來，而與齒輪是否變位，齒頂高系數(shù)的大小和齒頂高是否削減，齒厚是否減薄，齒頂圓直徑偏差大小等無關(guān)。計(jì)算題5-1一漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z=26，m=3 mm，ha*=1，=20。，求齒廓曲線在齒頂圓的壓力

25、角a, 齒頂圓直徑da, 分度圓曲率半徑和齒頂圓曲率半徑a。 解：， ， 5-2.已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)Z=35，模數(shù)m=4，求此齒輪的分度圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑，基圓直徑，齒頂圓壓力角、齒根圓壓力角、齒厚和齒槽寬？解： mm mm5-3已知一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)的模數(shù)m=5 mm，壓力角=20。，中心距a=350 mm，傳動(dòng)比i12=95，試求兩輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑以及分度圓上的齒厚和齒槽寬。解：因?yàn)?，所以有?分度圓直徑：， 齒頂圓直徑：，基圓直徑：， 齒厚：，齒槽寬： 5-4設(shè)有一對(duì)外嚙合齒輪的z1=30，z2=40，m=20 mm，=20。

26、，ha*=1。試求當(dāng)a=725 mm時(shí)，兩輪的嚙合角。又當(dāng)嚙合角=22。30，時(shí)，試求其中心距a。解：（1）.求嚙合角 （2）.當(dāng)時(shí)，中心距 5-5已知一對(duì)外嚙合變位齒輪傳動(dòng)的Z1=Z2=12，m=10 mm，=20。，ha*=1，a=130 mm，試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪(取x1=x2)o解：（1）.確定傳動(dòng)類型： 故此傳動(dòng)比應(yīng)為正傳動(dòng)。 （2）.確定兩輪變位系數(shù) 計(jì)算幾何尺寸5-6圖示為一漸開線齒廓齒輪的一個(gè)輪齒，試證明其在任意的圓周上的齒厚的表達(dá)式如下：Si=sri/r -2 ri(invi-inv)式中，s為分度圓齒厚。證明：BOB-2BOC=(s/r)-2()=(s/r)-2() 5-7在圖中

27、，已知基圓半徑rb=50 mm，現(xiàn)需求：1)當(dāng)rK=65 mm時(shí)，漸開線的展角K、漸開線的壓力角K和曲率半徑K。2)當(dāng)K=5。時(shí)，漸開線的壓力角K及向徑rK的值。解：（1), , , （2) , 5-8圖示為一漸開線變位齒輪，其m=5 mm，=200，z=24，變位系數(shù)x=0.05。當(dāng)用跨棒距來進(jìn)行測量時(shí)，要求測量棒2正好在分度圓處與齒廓相切。試求所需的測量棒半徑rp，以及兩測量棒外側(cè)之間的跨棒距L。提示 rp=NCNB，L=2(OC+rp)。 5-9一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，已知：m=4mm，=20，z1=25，Z2=35，ha*=l, C*=0.25，安裝中心距比標(biāo)準(zhǔn)中心距大2 mm。試

28、求：(1)中心距a(2)嚙合角；(3)有無齒側(cè)間隙?(4)徑向間隙c；(5)實(shí)際嚙合線長度B1B2。解：1）， 2） ， 3）有， 4) 5） 5-10已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的=20。、m=5 mm、z1=19、z2=42，試求其重合度。問當(dāng)有一對(duì)輪齒在節(jié)點(diǎn)P處嚙合時(shí)，是否還有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)；又當(dāng)一對(duì)輪齒在B1點(diǎn)處嚙合時(shí)，情況又如何?解：（1） （2), （3) 5-11巳知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，齒輪的齒數(shù)z1=19，z2=42模數(shù)m=5mm，分度圓壓力角=20，齒頂高系數(shù)ha *=1。(1)作示意圖算出理論嚙合線，實(shí)際嚙合線；(2計(jì)算重合度；(3)說

29、明重合度的物理意義，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，注明單對(duì)齒嚙合區(qū)和雙對(duì)齒嚙合區(qū)。解：5-12有一對(duì)外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 Z1=19、Z2=52、=20。、m=5 mm、ha*=1，試1)按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí)，這對(duì)齒輪傳動(dòng)的重合度;2)保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，其容許的最大中心距a 。解：1）兩輪的分度圓半徑、齒頂圓半徑，齒頂圓壓力角分別為 又因兩齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，故。于是，由式（10-18）可得 2）保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，必須要求其重合度，即 故得嚙合角為于是，由式（10-15）即可得這對(duì)齒輪傳動(dòng)的中心距為 即為保證這對(duì)齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，其最大中心距為181.02 5-13有一對(duì)外嚙合漸開線直齒圓

30、柱齒輪傳動(dòng)。已知Z1=17，Z2=118，m=5 mm，=20。，ha*=l，a，=337.5 mm。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小齒輪已嚴(yán)重磨損，擬將其報(bào)廢。大齒輪磨損較輕(沿分度圓齒厚兩側(cè)的磨損量為0.75 mm)，擬修復(fù)使用，并要求所設(shè)計(jì)的小齒輪的齒頂厚盡可能大些，問應(yīng)如何設(shè)計(jì)這一對(duì)齒輪?解：, 5-14在某設(shè)備中有一對(duì)直齒圓柱齒輪，已知Z1=26，i12=5，m=3 mm， =20。，ha* =1，齒寬B=50 mm。在技術(shù)改造中，為了改善齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，降低噪聲，要求在不改變中心距和傳動(dòng)比的條件下，將直齒輪改為斜齒輪，試確定斜齒輪的Z1、Z2、mn、，并計(jì)算其重合度。解：原直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距為 （

31、2分） 改為斜齒輪傳動(dòng)后，為了不增加齒輪的幾何尺寸，取斜齒輪的法面模數(shù)，在不改變中心距和傳動(dòng)比的條件下，則有 當(dāng)取時(shí)，由上式可求得。為了限制，可取。為維持中心距不變，故重新精確計(jì)算螺旋角為 （2分）為了計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)的總重合度，先分別計(jì)算端面重合度和軸面重合度。其中 由于 （2分） 所以 設(shè)齒寬為B=50,則 于是得 （2分）5-15在一機(jī)床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)損壞，需要重做一個(gè)齒輪更換，試確定這個(gè)齒輪的模數(shù)。經(jīng)測量，其壓力角=20。，齒數(shù)z=40，齒頂圓直徑da=83.82 mm，跨5齒的公法線長度L5=27.512 mm，跨6齒的公法線長度L6=33.426

32、 mm。解：5-16設(shè)已知一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的z1=20，z2=40，mn=8 mm，=15。(初選值)，B=30 mm，ha*=1。試求a(應(yīng)圓整，并精確重算p)、r及zv1、及zv2。解：（1）計(jì)算中心距取 （2）. （3）. 計(jì)算重合度 （4）. 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 5-17已知一對(duì)直齒錐齒輪的z1=15，z2=30，m=5 mm，ha*=1，=900。試確定這對(duì)錐齒輪的幾何尺寸解：小齒輪 大齒輪 5-18 一蝸輪的齒數(shù)z2=40，d2=200 mm，與一單頭蝸桿嚙合，試求：1)蝸輪端面模數(shù)mt2及蝸桿軸面模數(shù)mx1； 2)蝸桿的軸面齒距px1及導(dǎo)程l； 3)兩輪的中心距a0； 。 4)蝸桿的導(dǎo)程

33、角，、蝸輪的螺旋角2及兩者輪齒的旋向。解：（1) 確定傳動(dòng)類型 ，因,故采用等移距變位傳動(dòng) （2）確定變位系數(shù)由題意知 故 , （3）幾何尺寸計(jì)算小齒輪 大齒輪第六章 齒輪系及其設(shè)計(jì)習(xí)題解答6.1 在圖示的手搖提升裝置中，已知各輪齒數(shù)為， ，。試求傳動(dòng)比并指出提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。解：方向：從左往右看為順時(shí)針方向。 題 6.1 圖 題 6.2 圖6.2 在圖示輪系中，各輪齒數(shù)為，。試求：（1）傳動(dòng)比i14；（2）如要變更i14的符號(hào)，可采取什么措施？解： （1） 由于該輪系為空間定軸輪系，其方向只能用畫箭頭的方法判斷，又輪4的軸線與輪1平行，通過畫箭頭判斷輪4和輪1的轉(zhuǎn)向相反，故在傳動(dòng)比前加“

34、”（2）如要變更i14的符號(hào)，可將齒輪3和4變?yōu)閮?nèi)嚙合齒輪，或在3、4間加一個(gè)惰輪。6.3 在圖示的機(jī)械式鐘表機(jī)構(gòu)中，E為擒縱輪，N為發(fā)條盤，S、M、及H分別為秒針、分針和時(shí)針。已知：，求秒針和分針的傳動(dòng)比和分針與時(shí)針的傳動(dòng)比。解： 該輪系為平面定軸輪系，故有 題 6.3 圖 題 6.4 圖 6.4 圖示為一滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)與蝸輪5固聯(lián)。已知：，蝸桿，旋向如圖所示，若要加工一個(gè)齒數(shù)的齒輪， 試求掛輪組齒數(shù)比。解：該輪系為空間定軸輪系，故有 又 聯(lián)立解得： 6.5 在圖示輪系中，已知， ，（右旋蝸桿 ），齒輪的模數(shù)mm，若（方向如圖所示），求齒條6的線速度的大小和方向。解：該輪系為

35、空間定軸輪系，故有 齒條6的線速度為方向：水平向右。 題 6.5 圖 題 6.6 圖6.6 圖中所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：， 已知齒輪1、4、5、7為同軸線，試求該輪系的傳動(dòng)比。解：由于齒輪1、4、5、7為同軸線，有則 同理 又該輪系為空間定軸輪系，故有 6.7 圖示()、（）為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系，已知， ，。求兩輪系的等于多少？ 題 6.7 圖解：在圖（a）所示差動(dòng)輪系1、22/、3中 解得 方向與輪1的方向相反。在圖（b）所示差動(dòng)輪系1、22/、3中 解得 方向與輪1的方向相同。6.8 在圖示輪系中，已知，各輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，且模數(shù)相等。試求（1）齒輪4的齒數(shù)，（2）傳動(dòng)比的大小

36、及行星架的轉(zhuǎn)向。解：在行星輪系1、23、4中，根據(jù)同心條件有 解得 行星架H的方向與輪1的方向相同。 題 6.8 圖 題 6.9 圖6.9 在如圖所示輪系中，已知，齒輪1的轉(zhuǎn)速，求的大小和方向。 解：在行星輪系1、23、4中， 有 方向與輪1的方向相同。 6.10 如圖所示為一用于自動(dòng)化照明燈具上的周轉(zhuǎn)輪系。已知：，輸入軸轉(zhuǎn)速，求箱體的轉(zhuǎn)速。解： 在行星輪系1、22/34、5、箱體H中， 有 方向與輪1的方向相同。 題 6.10 圖 題 6.11 圖 6.11 在圖示的變速器中，已知：，當(dāng)鼓輪A、B、C分別被剎住時(shí)，求傳動(dòng)比 解: 剎住鼓輪A時(shí)，1、2、3（H）組成定軸輪系。有 剎住鼓輪B時(shí)，

37、1/、4、5、H組成行星輪系。有 剎住鼓輪3時(shí)，該輪系由差動(dòng)輪系1/、4、5、H和行星輪系3/、7、6、5（行星架）組成。在差動(dòng)輪系1/、4、5、H中，有在行星輪系3/、7、6、5中，有 又 聯(lián)立求解得 6.12 在圖示輪系中，已知，（右旋蝸桿 ），又已知齒輪1的轉(zhuǎn)速為，蝸桿5的轉(zhuǎn)速為方向如圖所示，求構(gòu)件H的轉(zhuǎn)速。解：該輪系是由定軸輪系1、2；差動(dòng)輪系2/、33/、4、H和定軸輪系4/、5組成。在定軸輪系1、2中 方向：箭頭向上在定軸輪系4/、5中 方向：箭頭向上 在差動(dòng)輪系2/、33/、4、H中， 解得： 方向：箭頭向上 題 6.12 圖 題 6.13 圖6.13 在如圖所示輪系中，已知各輪

38、齒數(shù)，齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)安裝，主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)向如圖所示，試求i16并標(biāo)出輪2、5、6的轉(zhuǎn)向。解：該輪系是由定軸輪系1、2；行星輪系2/、3、4、5（行星架）和定軸輪系5、6組成。根據(jù)同心條件：在定軸輪系1、2中 蝸輪2的方向：箭頭向上 在行星輪系2/、3、4、5中， 在定軸輪系5、6中 齒輪5的方向：箭頭向上，齒輪6的方向：箭頭向左。6.14 在圖示輪系中，已知：，方向如圖所示。試求的大小和方向。解：該輪系是由行星輪系2、17、6、A和行星輪系3、4、5、B組成。 在行星輪系2、17、6、A中， 方向：箭頭向上在行星輪系3、4、5、B中， 方向：箭頭向上題 6.14 圖 6.15 圖示的減速裝

39、置中，齒輪1裝在電動(dòng)機(jī)的軸上，已知各輪的齒數(shù)：，又電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。求軸B的轉(zhuǎn)速及其回轉(zhuǎn)方向。解：該輪系是由周轉(zhuǎn)輪系1、2、3、4和周轉(zhuǎn)輪系4、5、H組成。在周轉(zhuǎn)輪系1、2、3、4中在周轉(zhuǎn)輪系4、5、H中又聯(lián)立求得： 的轉(zhuǎn)向與的轉(zhuǎn)向相同。 題 6.15 圖 題 6.16 圖 6.16 在圖示電動(dòng)三爪卡盤傳動(dòng)輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：，試求傳動(dòng)比。 解：該輪系中包含有行星輪系1、2、3、H；差動(dòng)輪系1、22/、4、H和行星輪系3、22/、4、H。其中只有兩個(gè)輪系起獨(dú)立作用。在行星輪系1、2、3、H中，在行星輪系3、22/、4、H中，聯(lián)立以上兩式求解：6.17 在圖示自行車?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸

40、。已知各齒輪的齒數(shù)為，、，及。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，指針P轉(zhuǎn)過多少圈？解：該輪系是由定軸輪系1、2；行星輪系5、4/4、3、2（行星架）。在定軸輪系1、2中 在行星輪系5、4/4、3、2中， 題 6.17 圖 題 6.18 圖6.18 在圖示輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：，又若，求：當(dāng)分別將輪3或輪6剎住時(shí)，構(gòu)件H的轉(zhuǎn)速。解：剎住輪3時(shí)，1、2、3、H組成一行星輪系。有 構(gòu)件H的方向與相反。剎住輪6時(shí)，該輪系由差動(dòng)輪系1、2、3、H和行星輪系4、5、6、3（行星架）組成。在差動(dòng)輪系1、2、3、H中在行星輪系4、5、6、3（行星架）中聯(lián)立解得 構(gòu)件H的方向與相同。8.1 圖8.1（b）所示的螺旋機(jī)構(gòu)中，

41、若螺桿1上的兩段螺紋均為右旋螺紋，A段的導(dǎo)程為，B段的導(dǎo)程為，試求當(dāng)手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，螺母2相對(duì)于導(dǎo)軌3移動(dòng)的距離大小。又若將A段螺紋旋向改為左旋，而B段的旋向及其他參數(shù)不變，則結(jié)果又如何？答：0.25mm。1.75mm。8.2 若雙萬向聯(lián)軸器連接既不平行也不相交的兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且要使主、從動(dòng)軸角速度相等，問需要滿足什么條件？答：雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)在安裝時(shí)必須符合下面三個(gè)條件：1）主動(dòng)軸、從動(dòng)軸及中間軸應(yīng)三軸共面；2）主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等，即應(yīng)滿足；3）中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。8.3 在圖8.8所示的單萬向聯(lián)軸器中，軸1以等速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸3變速轉(zhuǎn)動(dòng)，其最高

42、轉(zhuǎn)速為，試求：1）軸3的最低轉(zhuǎn)速；2）在軸1一轉(zhuǎn)中，為何值時(shí)兩軸轉(zhuǎn)速相等；3）軸3處于最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速時(shí)，軸1的叉面處于什么位置？答：1）。2）。3）8.4 如何求非圓齒輪節(jié)曲線，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的基本關(guān)系式是如何表達(dá)的？答：要使非圓齒輪的傳動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)（也就是保證兩輪節(jié)線為純滾動(dòng)接觸），必須滿足以下兩個(gè)條件：1）兩非圓齒輪在任何瞬間的瞬時(shí)曲率半徑之和均應(yīng)等于兩輪固定回轉(zhuǎn)中心距S，即 和為兩輪節(jié)線的瞬時(shí)曲率半徑。 2）相互滾過的兩段節(jié)曲線的弧長應(yīng)處處相等，即 和為兩輪的轉(zhuǎn)角。 8.5 何謂廣義機(jī)構(gòu)？它與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)有什么區(qū)別？答：廣義機(jī)構(gòu)是一種利用液、氣、聲、光、電、磁等工作介質(zhì)或工作原理的新型機(jī)構(gòu)，

43、能將動(dòng)力源能與原動(dòng)件、執(zhí)行件融為一體，構(gòu)件能與運(yùn)動(dòng)副融為一體。廣義機(jī)構(gòu)比傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)更簡便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力交換，并且還可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)較難完成的運(yùn)動(dòng)，其構(gòu)件不再局限于剛性構(gòu)件，故種類繁多。8.6 液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么？答：液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)是以具有壓力的液體、氣體作為工作介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)能量傳遞與運(yùn)動(dòng)變換的機(jī)構(gòu)。液動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)：1）易無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大；2）體積小，質(zhì)量輕，輸出功率大；3）工作平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)、換向等動(dòng)作；4）控制方便；5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；6）由于液壓元件自潤滑，磨損小，工作壽命長；7）液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。8）由于油液的壓縮性及泄漏性影響，傳動(dòng)不準(zhǔn)

44、確；9）由于液體對(duì)溫度敏感，不宜在變溫或低溫下工作；10）由于效率低，不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；11）制造精度要求高。氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)：1）工作介質(zhì)為空氣，易于獲取和排放，不污染環(huán)境；2）空氣粘度小，故壓力損失小，易于遠(yuǎn)距離輸送和集中供氣； 3）比液壓傳動(dòng)響應(yīng)快，動(dòng)作迅速；4）適于惡劣的工作環(huán)境下工作；5） 易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；6）易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。8.7 電磁機(jī)構(gòu)一般可以實(shí)現(xiàn)哪些運(yùn)動(dòng)？答：電磁機(jī)構(gòu)是通過電與磁的相互作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和定位等。8.8 光電機(jī)構(gòu)的工作原理是什么？答：光電機(jī)構(gòu)通常由光學(xué)傳感器與各種機(jī)電機(jī)構(gòu)組合，利用光的特性（如：光電耦合、光化學(xué)耦

45、合等）進(jìn)行工作的機(jī)構(gòu)。思考題及習(xí)題解答9-1 常用的組合機(jī)構(gòu)有哪幾種？它們各有何特點(diǎn)？組合機(jī)構(gòu)按其組成的結(jié)構(gòu)形式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、封閉式和裝載式四種基本類型。串聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)是由基本機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。它的前一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件是后一個(gè)基本機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件。并聯(lián)式組合機(jī)構(gòu)是由n個(gè)自由度為1的基本機(jī)構(gòu)的輸出件與一個(gè)自由度為n的基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件分別固聯(lián)而成。封閉式組合機(jī)構(gòu)是利用自由度為1的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)多自由度的基本機(jī)構(gòu)而成。裝載式組合機(jī)構(gòu)則是將基本機(jī)構(gòu)裝載于另一基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上而成。9-2 在圖示的聯(lián)動(dòng)凸輪組合機(jī)構(gòu)中（尺寸和位置如圖所示），它是由兩組徑向凸輪機(jī)構(gòu)組合而成。在此機(jī)構(gòu)中，利用

46、凸輪A及B的協(xié)調(diào)配合，控制E點(diǎn)X及Y方向的運(yùn)動(dòng)，使其準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡 （“R”字形）。試說明該機(jī)構(gòu)中的凸輪A和凸輪B的輪廓線設(shè)計(jì)的方法和步驟。答：設(shè)計(jì)這種機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)所要求的軌跡，算出兩個(gè)凸輪的推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系及，如圖（b）所示，然后就可按一般凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)出兩凸輪的輪廓曲線。題9-2解答圖 聯(lián)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)9-3 在圖示的凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)中（尺寸和位置如圖所示），擬使C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圖示為abca曲線。試說明該機(jī)構(gòu)中的凸輪1和凸輪2的輪廓線設(shè)計(jì)的方法和步驟。答：首先應(yīng)根據(jù)所要求的軌跡算出兩個(gè)凸輪的推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系，然后就可按一般凸輪的設(shè)計(jì)方法分別設(shè)計(jì)出兩凸輪

47、的輪廓曲線。9-4 在圖示的齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)中，齒輪a與曲柄1固聯(lián)，齒輪b和c分別活套在軸C和D上，試證明齒輪c的角速度與曲柄1、連桿2、搖桿3的角速度、之間的關(guān)系為 題9-3圖 題9-4圖證明：1）由b-c-3組成的行星輪系中有得 （1）2）由a-b-2組成的行星輪系中有 (因?yàn)?得 （2）3）聯(lián)立式（1）、（2），可得9-5 在圖示的機(jī)構(gòu)中，曲柄1為主動(dòng)件，內(nèi)齒輪5為輸出構(gòu)件。已知齒輪2，5的齒數(shù)為分別為、，曲柄長度為，連桿長度為。試寫出輸出構(gòu)件齒輪5的角速度與主動(dòng)件曲柄1的角速度之間的關(guān)系。題9-5圖答：1）對(duì)由1-2-3-4組成的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析有得 ， （1）2）由1-2-5組成的行

48、星輪系中有 得 （2）3）聯(lián)立式（1）、（2），可得式中。答：，式中。9-6圖示刻字、成形機(jī)構(gòu)為一凸輪連桿機(jī)構(gòu)，試分析該組合機(jī)構(gòu)的組合方式，并指出其基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)和附加機(jī)構(gòu)。若工作要求從動(dòng)件上點(diǎn)M實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡，試設(shè)計(jì)該組合機(jī)構(gòu)。題9-6圖分析：構(gòu)件4上M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)際上是兩凸輪機(jī)構(gòu)推桿運(yùn)動(dòng)的合成，根據(jù)機(jī)構(gòu)組合方式的定義，應(yīng)屬于并聯(lián)式組合。設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵是凸輪廓線的設(shè)計(jì)。解決的方法是將M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分解為兩推桿的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。它是由自由度為2的四桿四移動(dòng)副機(jī)構(gòu)(由構(gòu)件2，3，4和機(jī)架組成，稱為十字滑塊機(jī)構(gòu))作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)自由度為l的凸輪機(jī)構(gòu)(分別由槽凸輪l和桿件2、槽凸輪1、和桿件3及機(jī)架組成)作為附加機(jī)構(gòu)